Vorwort

Vorwort des Vizerektors für Forschung

Die Forschungsstrategie der TU Wien baut seit dem Entwicklungsplan 2010+ als dessen inte-gralen Bestandteil auf fünf Forschungsschwer-punkten. Daraus wurden Kompetenzgebiete der Universität entwickelt und in – den Schwer-punkten zugeordneten – Forschungsfeldern gebündelt. Entlang dieser im Entwicklungsplan 2013+ dargestellten TU-Forschungsmatrix erfolgt die Profilschärfung mit dem Ziel, die internationale Sichtbarkeit weiter zu erhöhen, was u.a. durch Kooperationen auf allen Ebe-nen vorangetrieben wird: die Zusammenarbeit zwischen unseren Fakultäten, aber auch mit an-deren Forschungseinrichtungen, der Wirtschaft und der öffentlichen Hand werden weiter entwickelt und zielgerichtet ausgebaut.

Die Energie- und Umweltforschung an der TU Wien folgt einem systemtechnischen interdiszi-plinären Ansatz. Die Entwicklung dieser Quer-schnittsthematik begleitet das Forschungs- zentrum „Energie und Umwelt“, mit der

Strategie einer Bündelung und Vernetzung der in den sechs Forschungsfeldern des TU-Forschungsschwerpunktes laufenden wissen-schaftlichen Aktivitäten in allen acht Fakultäten der TU Wien. Unsere hohe technologische Fachkompetenz im Energiebereich, welcher eine Wertschöpfungskette von der Grundlagen-forschung bis zur Anwendung / zum Produkt zugrunde liegt, wird durch wissenschaftliche Expertise in den Bereichen Klima, Umwelt, Ressourcen und Wirtschaft erweitert. Getreu dem Mission Statement der TU Wien „Technik für Menschen“ können wir für die be-deutenden lokalen und globalen Zukunftsfra-gen aus Forschung, Wirtschaft und Gesellschaft ganzheitliche Lösungen erarbeiten, ebenso wie für komplexe interdisziplinäre Forschungs-aufgaben. Das macht die TU Wien zum kompetenten Ansprechpartner für Energie- und Umweltfragen der Zukunft.

Johannes Fröhlich

Inhalt

Forschungsschwerpunkt „Energie und Umwelt“

Zahlen, Daten und Fakten

Energieaktive Gebäude, Siedlungen und räumliche Infrastrukturen

Nachhaltige und emissionsarme Mobilität

Klimaneutrale Energieerzeugung, -speicherung und -verteilung

Umweltmonitoring und Klimaanpassung

Effiziente Nutzung von stofflichen Ressourcen

Nachhaltige Technologien, Produkte und Produktion

Umwelt erhalten heißt Neues entwickeln

Bevölkerungswachstum und weltweite Indus-trialisierung lassen den Primärenergiebedarf stetig ansteigen – neue Ideen sind gefragt. Alternative Energiequellen müssen weiter-entwickelt werden, zuverlässige Lösungen in der Klimaproblematik werden gesucht, ernste Schadstoffprobleme sind noch immer ungelöst. Auch wenn auf diesen Gebieten in den vergangenen Jahren schon große Erfolge zu sehen waren, bleiben noch viele Fragen offen, die durch traditionelle technologische Lösungs-ansätze kaum zu beantworten sind.

Die Forschungsthemen im Bereich Energie und Umwelt stehen an der Schnittstelle von Mensch, Natur und Technik. Einer Schnittstelle, die umfangreiche Kompetenzen aus unter-schiedlichsten Bereichen erforderlich macht.

Interdisziplinarität gewährleistet eine nach-haltige Wahrnehmung der Forschung weit über die Grenzen der einzelnen Fachgebiete. Sie wird dabei nicht als Zustand verstanden sondern als ein dynamischer Prozess.

Im Themenbereich Energie und Umwelt ist ein Miteinander besonders gefragt, um Antworten auf die globalen Herausforderungen zu finden. Er gehört zweifellos zu den wichtigsten For-schungsgebieten unserer Zeit, welches darüber hinaus Verbindung von zukunftsweisender Grundlagenforschung und praxisnaher ange-wandter Forschung geradezu erzwingt.

Die Technische Universität Wien bekennt sich zur Bedeutung dieser Thematik und hat „Energie und Umwelt“ zu einem ihrer Forschungsschwerpunkte erklärt.

Energie und Umwelt

Breit gefächerte Kompetenz

An der TU Wien ist ein breites Spektrum von Kompetenzen im Energie- und Umweltbereich fest verankert. Die Forschungsthemen reichen von Fragen der Energiegewinnung und Energiespeicherung über Ideen für energiebe-wusste Architektur und Siedlungsplanung und das Design intelligenter Stromnetze bis hin zu Energiesparmaßnahmen und energie- politischen Fragen. In der Umweltforschung liegt der Schwerpunkt im Monitoring – verlässliche Daten über Zustand und Entwick-lung der Umwelt sind entscheidend, wenn neue Strategien gefunden werden sollen. Darüber hinaus wird an konkreten Lösungs-ideen bei der effizienten Nutzung von Rohstoffen geforscht, der umweltbewussten Gestaltung von Produkten und Produktions-prozessen, sowie an Konzepten für emissions-arme Mobilität.

Technik für Menschen

Viele der Forschungsgruppen der TU Wien haben sich zu österreichweit einzigartigen Kompetenzträgern und international wichtigen Impulsgebern entwickelt. Um hochklassige Forschung hervorbringen zu können, sind Arbeitsgruppen, die sich intern, regional und international vernetzen, eine selbstver-ständliche Notwendigkeit. Schließlich können gerade Energie- und Umweltprobleme oft nur auf internationalem Maßstab verstanden und gelöst werden. Allerdings ist es gleichzeitig für ein Land wie Österreich, das über ökologisch sensible Alpen- und Flussregionen verfügt, auch von besonderer Bedeutung, Know-How nicht bloß aus anderen Staaten zu über- nehmen, sondern mit besonderem Augenmerk auf die eigenen speziellen Problemstellungen zukunftsweisende Energie- und Umwelt- forschung zu betreiben.

Zahlen, Daten und Fakten

Strategische Forschungsschwerpunkte

Die fünf Forschungsschwerpunkte der TU Wienbasieren auf vorhandenen Stärken, was sichu.a. im akquirierten Drittmittelvolumen wider-spiegelt.

Abbildung 1 zeigt die Anteile der Forschungs-schwerpunkte am Drittmittelvolumen in denJahren 2010-2012. In diesem Zeitraum wurdenfast 100% der eingeworbenen Drittmittelin Forschungsthemen innerhalb der Forschungsschwerpunkte „verforscht“. Dies ist ein wichtiges Indiz dafür, dass ein wesentliches Ziel des Profilierungsprozesses, die Forcierung von Bereichen mit hohem wissenschaftlichen und ökonomischen Potential, kontinuierlich umgesetzt wird.

Abb. 1

Energie und Umwelt

In diesem Forschungsschwerpunkt sind alle acht naturwissenschaftlich-technischen Fakultäten der TU Wien vertreten, rund zwei Drittel der insgesamt 55 Institute.

Mehr als 100 Forschungsgruppen forschen gezielt in unterschiedlichsten Aspekten zu den Themen Energie und Umwelt.

Die sechs „Energie und Umwelt“-Forschungsfelder− E1: Energieaktive Gebäude, Siedlungen und räumliche Infrastrukturen− E2: Nachhaltige und emissionsarme Mobilität− E3: Klimaneutrale Energieerzeugung, -speicherung und -verteilung − E4: Umweltmonitoring und Klimaanpassung− E5: Effiziente Nutzung von stofflichen Ressourcen− E6: Nachhaltige Technologien, Produkte und Produktion wurden ganz bewusst auf dringliche Probleme unserer Gesellschaft abgestimmt und definiert. Grundlagen- und angewandte Forschung arbeiten stark Hand in Hand und sind zentraler Bestandteil einer Wertschöpfungskette zur Erhaltung und Steigerung der Lebensqualität.

Eigenleistungen

Die TU Wien setzt für die Entwicklung des Forschungsschwerpunktes Eigenmittel in Form von Personal und Infrastruktur ein. Zusätz-lich zum Stammpersonal werden durch das TU-Förderinstrument „Innovative Projekte“ NachwuchswissenschafterInnen gefördert und Investitionen in die technisch apparative Ausstattung getätigt. Interne Doktoratskollegs bilden den hoch qualifizierten akademischen Nachwuchs und unterstützen die wissen-schaftliche Schwerpunktbildung. Hochdotierte Forschungsförderungsprojekte und Auszeich-nungen werden zusätzlich mit Eigenmitteln unterstützt. Darüber hinaus ging der TU interne Wissenschaftspreis im Jahre 2011 an eine Forscherin im Bereich Energie und Umwelt.

Das im Zeitraum 2010-2012 für diese Aktivi-täten investierte Budget beträgt in Summe rund 2,6 Mio. €.

Zahlen, Daten und Fakten

Drittmittel und Publikationen

Das im selben Zeitraum eingeworbene Dritt-mittelvolumen für den Forschungsschwerpunkt Energie und Umwelt beträgt rund 56 Mio. €.Der Forschungsoutput in den einzelnen Forschungsfeldern ist unterschiedlich - von den verschiedenen Messzahlen zur Quantifizierung der Forschungsaktivitäten wurden das projekt-finanzierte Personal (Abb. 2) und die Anzahl der publizierten Zeitschriftenbeiträge (Abb. 3) ausgewählt. Neben den unterschiedlichen Leistungen in den Forschungsfeldern beinhalten diese Daten auch unterschiedliche Forschungs- und Dar-stellungskulturen. In Forschungsfeldern, die stark naturwissenschaftlich geprägt sind (wie z.B. „Umweltmonitoring und Klimaanpassung“), besitzt die Publikation in einer wissenschaftli-chen Zeitschrift einen anderen Stellenwert als in dem z.B. stark von Architektur und Raum-planung bestimmten Forschungsfeld „Ener-gieaktive Gebäude, Siedlungen und räumliche Infrastrukturen“.

Abb. 3Abb. 2

Alle Daten beziehen sich auf den Erfassungs-zeitraum 2010-2012.

Forschungsthemen

Stadt- und Raumentwicklung der Zukunft• Regionalentwicklung• Siedlungs- und Bebauungsstrukturen• Stadtverkehr und kommunale Mobilität

Intelligente Gebäude und Siedlungen• Energiemanagement (microgrid) • Gebäudeautomation• Smarte Systeme• Gebäudemonitoring

Energieeffiziente Bauwerke• Gebäudekonzepte• Ressourcenoptimierung• Erneuerbarer Energieträger• Ökoeffizientes Bauen• Simulation und Optimierung

Immobilien- und Infrastruktur• Gebäudebestand• Integraler energieeffiziente Planung

Soziologische und ökologische Aspekte• Nutzerverhalten, demograph Entwicklung • Gebäude- und Immobilienbewertung• Raumkomfort, ökologische Baustoffe• Auswirkungen Klimawandel

Energieaktive Gebäude, Siedlungen und räumliche Infrastrukturen

Forschungsthemen

Verkehrskonzepte und Mobilitätsmanagement• Regionale Verkehrskonzepte• Analysen und Szenarien• Politische Rahmenbedingungen• Nutzerverhalten • Logistik

Infrastruktur• Öffentlicher und nicht motorisierter Verkehr• Navigation• Ladestationen / Tankstellen• Straßenwesen• Navigation• Informations- und Kommnunikationstechnik

Technologie• Alternative Antriebssysteme (Elektro / Hybrid /Gas)• Entwicklung von Komponenten• Modellierung und Messung• Verbesserung konventioneller Antriebstechnologien

Energieversorgung• Produktion und Einsatz von alternativen Kraftstoffen• (elektrochemische) Energiespeicher• Batteriemanagement• Netzintegration von Elektrofahrzeugen

Nachhaltige und emissionsarme Mobilität

Forschungsthemen

Regenerative Energiesysteme • Wasserkraft• Solarenergie• Geothermie• Biomasse

Kraftwerksoptimierung• Modellierung• Komponenten / Konstruktion• Prozesse• Werkstoffe• Kernfusion

Intelligente Netze• Betriebsführung• Netzintegration erneuerbarer Energie- träger• verteilte Steuerung und Regelung• Supply Side Management / Demand Side Management (SSM / DSM)

Dezentrale Speichersysteme

• Thermische Speicher• Chemische Speicher (u.a. Brennstoffzellen)• Mechanische Speicher (u.a. Schwungräder und Pumpspeicher, etc.)

Energiewirtschaft• Auswirkungen Klimawandel• Geschäftsmodelle• Umweltökonomie• Politische Stragien

Klimaneutrale Energieerzeugung, -speicherung und -verteilung

Forschungsthemen

Naturgefahrenmanagement• Hochwasser- und Gewässerschutz • Wasserbau und hydraulische Modellversuche• Massenbewegungen• Umweltrecht

Schadstoffmessung• Wassergüte• Strahlenschutz• Emissionen- und Schwermetallmessung

Umweltanalyse und Modellierung• Hydrologie• Atmosphäre• Biomasse, Bodenfeuchte• Soziale und ökonomische Aspekte

Satelittenverfahren und Datenverarbeitung• Laser- und Radarfernerkundung• Geometrische, mathematische und physikalische Erfassung des System Erde

Umweltverträglichkeitsprüfungen

Umweltmonitoring und KlimaanpassungFoto: NASA

Forschungsthemen

Anthropogener Stoffhaushalt, Stromanalysen• Stoffbilanzen von (Schwer-)Metallen/ Giftstoffen, Nährstoffen, Luft(schad)stoffen• Wasser/Abwasser• Ressourcenschonende Stoffkreisläufe

Entsorgung/Aufbereitung• Abwasser (Sammelsysteme und Kläranlagen)• Abfallverwertung (v.a. Bio)• Sichere letzte Senken (schädliche Chemikalien, radioaktive Substanzen)

Nachwachsende Rohstoffe • Ökologische Baumaterialien • Biologische Grundstoffe (Bioraffinerie)

Recycling / Urban Mining• Mineralische und metallische Ressourcen (P, Fe, Cu, Pb,...)• Baustoffe- und restmassen• Fasergewinnung (Textilien, Fahrzeugteile)• Metallische Werkstoffe• Elektronik, etc.

Wasserwirtschaft (Nutzung)• Gewässerökologie• Flussgebietsmanagement• Grundwasserwirtschaft

Ökologische und ökonomische Aspekte• betriebliches und regionales Ressourcen- management• Ressourcenökonomie

Effiziente Nutzung von stofflichen Ressourcen

Forschungsthemen

Energieeneffiziente Produktion /Prozessoptimierung• Produktions- und Prozessmanagement• Modellierung / Simulation und Optimierung• Steuerung / Regelung und Automation

Alternative nachhaltige Methoden• Carbon Capture• Wasserstofferzeugung

Grüne Chemie• Biotreibstoffe• Werkstoffe• Entwicklung von Omics-Werkzeugen

Neue Technologien• Filter• Sensorik• Laser• Ultraschall

Materialforschung und –entwicklung• Thermoelektrika• Leichtbau• Extreme Umgebungen• Brennstoffzellen• Hochtemperatursupraleiter• Nano-Materialien

Nachhaltige Technologien, Produkte und Produktion

Das „virtuelle“ Forschungszentrum

Interdisziplinäre Verknüpfung verschiedener Fachbereiche

Das Forschungszentrum „Energie und Umwelt“ begleitet den dynamischen Prozess der Interdisziplinarität und dient als Kommunikations- und Projektplattform, um Synergien und Mehrwerte für die aktiv beteiligten Forschungsgruppen der TU Wien zu schaffen. Es wurde im Jahr 2008 als Koordinationsstelle gegründet und ist unbehindert durch organisatorische Grenzen wie Institute oder Fakultäten aufgestellt, als offenes Netzwerk organisiert und in einem zentralen Managementknoten gebündelt.

Durch diese Initiative wird eine erhöhte Auf-merksamkeit in Bezug auf die Kompetenzen der TU Wien erwartet. Sie ermöglicht neue Ideen und Zusammenarbeiten im Rahmen von innovativen interdisziplinären Projekten und unterstützt die Erarbeitung von ganzheitlichen fakultätsübergreifenden Lösungen.

Kontakt:Dr. Gudrun WeinwurmLeiterinTel.: +43 1 58801-406600energiewelten@tuwien.ac.at http://energiewelten.tuwien.ac.at

Herausgeber:Technische Universität WienKarlsplatz 13, 1040 Wienhttp://www.tuwien.ac.at

Für den Inhalt verantwortlich:Forschungszentrum „Energie und Umwelt“

Layout: Martin Dunklhttp://www.dunkl.comTitelillustration:EVACHROMOSOM/carolineseidler.com

© Mai 2014